如何用非破損法準(zhǔn)確測(cè)量鋼筋保護(hù)層厚度
2006-11-22 00:00
鋼筋是混凝土結(jié)構(gòu)中的重要組成部分，而鋼筋在混凝土結(jié)構(gòu)中發(fā)揮著至關(guān)重要的作用。配筋量和鋼筋保護(hù)層厚度又是關(guān)系到結(jié)構(gòu)的承載力、耐久性、防火等的重要保證。鋼筋保護(hù)層厚度檢驗(yàn)是對(duì)重要項(xiàng)目的驗(yàn)證性檢查，其目的是加強(qiáng)混凝土結(jié)構(gòu)的施工質(zhì)量的驗(yàn)收，真實(shí)地反映混凝土強(qiáng)度及受力鋼筋位置的質(zhì)量指標(biāo)，以確保結(jié)構(gòu)安全。
近年來(lái)，混凝土結(jié)構(gòu)工程的驗(yàn)收診斷和安全性評(píng)價(jià)中，鋼筋位置和保護(hù)層厚度的參數(shù)受到了越來(lái)越多的重視。我們也是在這種大環(huán)境下開(kāi)始的鋼筋保護(hù)層厚度的檢測(cè)。根據(jù)《混凝土結(jié)構(gòu)工程施工質(zhì)量驗(yàn)收規(guī)范》（GB50204—2003），在2003年開(kāi)展了此項(xiàng)檢測(cè)的籌備和立項(xiàng)，我們首先對(duì)采用什么方法和使用什么儀器進(jìn)行了社會(huì)調(diào)研。
采用破損性檢驗(yàn)方式不僅檢驗(yàn)速度慢，而且會(huì)破壞結(jié)構(gòu)的完整性和安全性，這種方法不可取。用無(wú)破損檢測(cè)的方式來(lái)評(píng)價(jià)是既快又好的檢測(cè)手段。無(wú)破損檢測(cè)的儀器很多，有高級(jí)的，有普通的可供選擇。
一、非破損檢測(cè)儀器的選擇
1． 據(jù)專(zhuān)家介紹，目前非破損檢測(cè)鋼筋位置和保護(hù)層厚度的儀器有兩種：一種是利用電磁波波動(dòng)原理的雷達(dá)檢測(cè)儀器；另一種是利用電磁感應(yīng)原理的鋼筋檢測(cè)儀器。前一種方法由于設(shè)備較貴，一般用戶難以接受，難以大規(guī)模推廣?？紤]到我們?cè)囼?yàn)室是剛剛開(kāi)展此項(xiàng)試驗(yàn)工作，采用價(jià)格適中的比較合適。
2． 從檢測(cè)用途上考慮，當(dāng)前主要任務(wù)是檢測(cè)新建工程的配筋量和鋼筋保護(hù)層厚度，而且圖紙齊全，查詢結(jié)構(gòu)配筋比較方便，所以購(gòu)買(mǎi)后一種利用電磁感應(yīng)原理檢測(cè)的儀器是合適的。這種鋼筋位置測(cè)定儀是國(guó)產(chǎn)的，價(jià)格低，且便于維修，其特點(diǎn)是：必須輸入準(zhǔn)確的鋼筋直徑才能測(cè)得較準(zhǔn)確的保護(hù)層厚度，確定鋼筋位置及布筋情況，滿足使用要求。
3．從發(fā)展上考慮，如果今后工作量大，1臺(tái)儀器不夠用，并增加對(duì)舊有結(jié)構(gòu)進(jìn)行評(píng)估，或者要了解改造工程的混凝土結(jié)構(gòu)內(nèi)部的鋼筋分布、數(shù)量、規(guī)格、保護(hù)層厚度，需要進(jìn)行檢測(cè)而查不到施工資料時(shí)，沒(méi)有已知鋼筋值時(shí)，用這種儀器無(wú)法滿足檢測(cè)需求，需再增加1臺(tái)進(jìn)口儀器或國(guó)內(nèi)的更先進(jìn)的儀器。
二、KON-RBL（B） 型鋼筋保護(hù)層厚度檢測(cè)儀器的使用竅門(mén)
我們選用的KON-RBL（B） 型鋼筋保護(hù)層厚度檢測(cè)儀器，如何正確使用，并使其檢測(cè)誤差更小，示值更準(zhǔn)確，是檢測(cè)人員面臨的重要課題。下面結(jié)合1年多使用實(shí)踐介紹該儀器的使用經(jīng)驗(yàn)和竅門(mén)。
1．因?yàn)樵趯?shí)際混凝土構(gòu)件中15mm和25mm厚的保護(hù)層厚度居多，Ф16、Ф12的鋼筋采用的較多，我們就將Ф16和Ф12的鋼筋埋在混凝土中做成保護(hù)層厚度為15mm和25mm的標(biāo)準(zhǔn)試件。鋼筋的直徑和保護(hù)層厚度都很直觀。我們每次到現(xiàn)場(chǎng)檢測(cè)前先用儀器在標(biāo)準(zhǔn)件上復(fù)核2次，使儀器的示值誤差在規(guī)定范圍內(nèi)，并做好記錄，數(shù)據(jù)多了積累起來(lái)就發(fā)現(xiàn)了其中的規(guī)律。當(dāng)我們?cè)O(shè)置不同的鋼筋直徑數(shù)值來(lái)測(cè)量同一根鋼筋時(shí)，其測(cè)量結(jié)果是有差異的；而鋼筋直徑設(shè)置值與實(shí)測(cè)鋼筋直徑一致時(shí)，其測(cè)量結(jié)果總是一致的，所以我們認(rèn)為鋼筋直徑的設(shè)置值與實(shí)測(cè)鋼筋直徑不符時(shí)，測(cè)得的保護(hù)層厚度值一定是不準(zhǔn)確的。
輸入鋼筋直徑值大于實(shí)際鋼筋直徑值時(shí)，儀表顯示厚度值大于保護(hù)層厚度實(shí)際值；輸入鋼筋直徑值小于實(shí)際鋼筋直徑值時(shí)，儀表顯示厚度值小于保護(hù)層厚度實(shí)際值；輸入鋼筋直徑值等于實(shí)際鋼筋直徑值時(shí)，儀表顯示厚度值=保護(hù)層厚度實(shí)際值。
經(jīng)過(guò)反復(fù)試驗(yàn)，結(jié)果與上面總結(jié)的情況是一致的。這就要求我們?cè)跈z測(cè)鋼筋保護(hù)層厚度之前一定要根據(jù)圖紙準(zhǔn)確無(wú)誤地輸入鋼筋實(shí)際直徑設(shè)置值，只有設(shè)置的鋼筋直徑與鋼筋實(shí)際直徑相符，儀器的示值誤差才能在有效范圍內(nèi)，才能準(zhǔn)確地測(cè)出混凝土構(gòu)件鋼筋保護(hù)層厚度的準(zhǔn)確值。
2． 儀器的探頭在實(shí)際測(cè)量中經(jīng)常要在混凝土表面磨擦。為了減少探頭的磨損，我們具體的作法是：在探頭的磨擦面上貼上4層不干膠帶（膠帶的厚度可忽略不計(jì)），舊的膠帶磨壞了再換上新的膠帶，以延長(zhǎng)探頭的使用壽命。我們?cè)跍y(cè)量懸挑板和懸挑梁時(shí)，板表面比較粗糙，如果直接測(cè)試，結(jié)果是不準(zhǔn)確的，測(cè)試前必須將測(cè)試表面清理干凈，或者用砂輪磨掉粗糙的表面后再進(jìn)行測(cè)試，以保證測(cè)試值的準(zhǔn)確，也可以避免漏檢或多檢。為使其具有代表性，應(yīng)反復(fù)驗(yàn)證，以保證測(cè)出準(zhǔn)確的結(jié)果。
3． 在檢測(cè)樓層頂板和梁底鋼筋時(shí)，如果地下室、車(chē)庫(kù)等樓層都較高，操作起來(lái)不方便，每次檢測(cè)都要2個(gè)人上一個(gè)梯子，1個(gè)人操作儀器，1個(gè)人掃描，很不安全。針對(duì)這個(gè)問(wèn)題，我們向產(chǎn)品生產(chǎn)公司提出了配置加長(zhǎng)探頭線的要求，除了原儀器帶的1.5m導(dǎo)線外，又增加了1根3m長(zhǎng)的導(dǎo)線。這樣就可以一個(gè)人在梯子上掃描，另一個(gè)人在地面操作儀器。經(jīng)過(guò)在幾個(gè)工程上的應(yīng)用，1．5m導(dǎo)線與3m導(dǎo)線同時(shí)進(jìn)行了對(duì)比測(cè)試，在無(wú)強(qiáng)磁場(chǎng)干擾情況下，得出的結(jié)論是長(zhǎng)導(dǎo)線與短導(dǎo)線檢測(cè)的結(jié)果是一致的。
4．利用鋼筋保護(hù)層厚度測(cè)定儀可以找到鋼筋所在位置，也可以測(cè)量鋼筋直徑近似值。本鋼筋保護(hù)層厚度測(cè)定儀雖不具備測(cè)試鋼筋直徑的顯示功能，但可以用掃描探頭找出鋼筋直徑近似值。具體方法如下。
先讓探頭從左到右在樓板上掃描（探頭掃描速度不宜過(guò)快，在20~40mm/s之間），當(dāng)聽(tīng)到儀器鳴叫時(shí)，探頭中心十字線已在鋼筋上方，但不是鋼筋中心線的位置，而是鋼筋的右邊緣，在探頭的中心線下做上標(biāo)記。再將探頭拿到右邊，從右向左掃描，當(dāng)聽(tīng)到儀器鳴叫時(shí)，探頭已在鋼筋左邊緣，也在探頭十字線正下方做上標(biāo)記（圖1）。同一根鋼筋左、右邊緣標(biāo)記的中心就是鋼筋的中心線，也就是鋼筋的正確位置。而左、右邊緣之間的距離就是鋼筋直徑的近似值。以上的結(jié)果要經(jīng)過(guò)反復(fù)測(cè)試并排除各種干擾才能獲得。
三、懸臂構(gòu)件檢測(cè)部位的選取原則
懸臂構(gòu)件的受力鋼筋在此類(lèi)構(gòu)件的上方，鋼筋位移的可能性最大，因?yàn)樵跐仓炷磷鳂I(yè)中極易被擾動(dòng)或被踩下，嚴(yán)重削弱構(gòu)件的承載力，所以，應(yīng)重視對(duì)懸臂構(gòu)件的受力鋼筋保護(hù)層厚度的檢驗(yàn)。
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